1683年,埃德蒙多·哈雷(天文學(xué)家)、羅伯特·胡克(物理學(xué)家)、克里斯托弗·雷恩(天文學(xué)家、建筑師)在倫敦吃飯,三人的談話逐漸談話轉(zhuǎn)向了天體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)時(shí)人們知道行星往往以一條橢圓形的曲線在軌道上運(yùn)行,用理查德菲曼的話說(shuō)“一條特殊而精確的曲線”,但是這是為什么呢?天體這樣的運(yùn)行規(guī)律的原因何在呢?飯局上雷恩與哈雷和胡克打賭,如果他們兩個(gè)誰(shuí)要能找到答案,雷恩就給誰(shuí)40先令的獎(jiǎng)品。
哈雷是個(gè)不同凡響的人物(他為人所熟知的是預(yù)測(cè)哈雷彗星的軌道周期)他對(duì)這個(gè)問(wèn)題著了迷,為此于打賭的次年專程前往劍橋大學(xué),去拜訪一位聰明而古怪的數(shù)學(xué)教授:艾薩克·牛頓。
艾薩克·牛頓是個(gè)名副其實(shí)的怪人,他聰明過(guò)人、離群索居、沉悶無(wú)趣。有一次他把一根針插進(jìn)眼窩,目的是想看看會(huì)發(fā)生什么。他曾長(zhǎng)時(shí)間瞪著太陽(yáng),來(lái)驗(yàn)證是否會(huì)對(duì)他的視力產(chǎn)生影響,以至于最后他得在暗室中待幾天,好讓視力恢復(fù)。他第一個(gè)發(fā)明微積分,但是卻在27年里沒(méi)有告訴任何人。而且后來(lái)人們才注意到,比起科學(xué)研究,他把更大量的時(shí)間花在煉金術(shù)和宗教活動(dòng)方面。
1684年8月,哈雷不請(qǐng)自來(lái),登門拜訪牛頓,據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)的情景是這樣的。哈雷問(wèn)牛頓,如果太陽(yáng)的引力與行星離太陽(yáng)距離的平方成反比,牛頓認(rèn)為行星運(yùn)行的曲線會(huì)是什么樣的呢?牛頓馬上回答說(shuō),那會(huì)是一個(gè)橢圓。哈雷大吃一驚問(wèn)牛頓是怎么知道的,牛頓回答:“我已經(jīng)計(jì)算過(guò)了。”
這是很令人吃驚的,所有天體物理學(xué)家都百思不得其解的問(wèn)題,已經(jīng)被牛頓不經(jīng)意間找到了答案,然而更讓人大跌眼鏡的是,當(dāng)哈雷要他的計(jì)算材料時(shí),牛頓翻來(lái)翻去找不到了。最后在哈雷的催促下,牛頓答應(yīng)再算一遍,寫一篇論文。
接下來(lái)牛頓用了兩年時(shí)間,按照諾言,拿出了他的杰作:《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》?!对怼返暮诵氖桥nD三大定律(物體朝著推力的方向運(yùn)動(dòng);物體始終做直線運(yùn)動(dòng),直到某種別的力起了作用,使它慢下來(lái)或者改變方向;每一個(gè)作用都有相等的反作用)和萬(wàn)有引力。按照牛頓理論,任何兩個(gè)物體之間的引力,“與各自的質(zhì)量成正比,與之間的距離成反比”換而言之,兩個(gè)物體之間的距離翻一番,那么它們之間的引力就弱4倍。萬(wàn)有引力公式是人類提出的第一個(gè)真正具有普遍意義的自然定律,它的簡(jiǎn)潔使得任何人都可以利用它很便捷的計(jì)算出任何物體之間的引力,牛頓也因此聞名于世。
《原理》的編輯、校對(duì)和序言撰寫,均由哈雷親自完成。甚至在皇家學(xué)會(huì)卻無(wú)法籌集資金予以印刷發(fā)行之時(shí),又是哈雷自掏腰包。為了讓該書被更多的人接受,哈雷甚至致信當(dāng)時(shí)的國(guó)王喬治一世,作了深入淺出的介紹。1687年出版的這本書,成為牛頓最著名的著作。也就是說(shuō),牛頓是《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的作者,但是如果沒(méi)有埃德蒙多·哈雷,這部科學(xué)史上的偉大著作也不會(huì)誕生。
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